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CIRCUITS OSCILLATEURS SYNCHRONISES A TUBES A DECHARGES ELECTRONIQUES
L'invention se rapporte à la production d'oscillations électriques, et plus particulièrement à'des méthodes et appareils
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pour produire des oscillations dont la fréquence a une relation définie avec la fréquence du courant provenant d'une source donnée.
Un des buts de l'invention est ue prévoir un arrangement simple pour obtenir d'une source à fréquence standard, des fréquences qui sont exactement des multiples de celle de cette source, et, qui en même temps, ont une forme pratiquement sinusoidale. L'arrange- ment de la présente invention diffère donc d'un vibrateur multiple normal qui produit une forme d'onde peu satisfaisante.
Suivant l'invention, la fréquence standard est appliquée à un tube à décharges électroniques opérant comme oscillateur dynatron.
Suivant un des arrangements préférés, un tube à grille protégée est disposée pour fonctionner comme oscillateur dynatron, et pour ali- menter un circuit anode accordé approximativement à la fréquence voulue. La fréquence standard ou d'accrochage est appliquée à la grille de contrôle, et sera un sous-multiple de la fréquence requise.
L'énergie fournie peut être prise à travers l'inductance du circuit anode accordé. Par suite de l'application de la fréquence d'accro- chage à la grille contrôle du tube, l'accouplement entre le circuit d'accrochage et le circuit accordé de l'oscillateur est réduit au minimum.
On a trouvé en pratique que l'énergie fournie résultante est un multiple exact de la fréquence d'accrochage pourvu que la fréquence propre du circuit anode accordé soit réglée approximative- ment à la fréquence requise. Par exemple, quand la fréquence d'ac- crochage est de 1000 cycles par seconae, on a trouvé en pratique que si une énergie fournie de 5 K.C. est requise, la fréquence propre du circuit accordé doit être de 5 K.C. + 2%
Alternativement, la fréquence d'accrochage doit être appli- quée à la grille protégée, mais dans ce cas un voltage d'accrochage plus grand peut être requis, et un accouplement plus précis entre le circuit d'accrochage et le circuit oscillateur doit être réalisé.
On doit observer que l'arrangement est très simple,utilisant
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un tube et n'exigeant pas un transformateur compliqué, comme dans les oscillateurs synchronisés connus jusqu'à présent. Il peut fonc -tionner pour une rangée très large de fréquences, allant de au moins 35 périodes par seconde jusqu'à 5 mégacycles par seconde, et il peut être arrangé pour provoquer l'accrochage d'une fréquence considérablement moindre que 1/20e de la fréquence requise. A cause de la simplicité du circuit accordé, le dispositif décrit convient très bien pour fonctionner à hautes fréquences. Un autre avantage est que le circuit d'accrochage peut être d'impédance très élevée puisqu'il doit seulement fonctionner dans un circuit grille., et dès lors l'énergie prise du circuit d'accrochage est très faible.
Ainsi que cela a été établi précédemment, la forme d'onde résultante ob- tenue est suffisamment pure, et par suite le dispositif n'a pas besoin d'être oomplété par un appareil filtreur.
L'invention est mieux comprise de la description suivante de certaines de ses formes de réalisation montrées sur les dessins ci-joints. Sur ceux-ci:
Les figures 1 et 2 montrent schématiquement les circuits d'oscillateurs synchronisés conformément à l'invention, la fréquence standard ou d'accrochage étant appliquée- respectivement à la grille de contrôle et à la grille protégée d'un tube. La figure 3 donne sohématiquement le circuit d'un système se rapportant à un oscilla- teur synchronisé semblable à celui de la figure 1.
Suivant la figure 1, un tube Vl à grille protégée,qui peut être du type à cathode directement chauffée, ou du type à cathode indirectement chauffée, est arrangé pour opérer par exemple comme un oscillateur dynatron, en appliquant à la grille protégée un potentiel positif d'environ 40 à 50 Volts par rapport à la cathode, et à la plaque un potentiel positif plus fable d'environ 15 à 20 Volts. Dans le circuit plaque cathode, un circuit résonnant LC. accordé approxi- mativementà la fréquence fournie voulue, est connecté avec un con- densateur de blocage C2. L'énergie fournie par l'oscillateur est
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reçue au moyen de prises prévues sur la bobine L du circuit réson- nant. La grille protégée est connectée à la cathode et à la terre à travers le condensateur C3 de la manière habituelle.
Une fréquen- ce standard ou d'accrochage, qui est un sous-multiple de la fréquen- ce fournie requise, est appliquée par les bornes 3,4 à la grille et à la cathode du tube, une résistance R étant connectée entre la gril- -le et la cathode. Cette résistance peut avoir une petite valeur, par exemple 600 ohms, pour équilibrer une ligne d'arrivée, mais il est préférable d'employer une dérivation de grille de haute résis- tance de sorte que l'énergie prise du circuit d'accrochage est faible.
Des oscillations sont créées dans le circuit résonnant LC par le tube fonctionnant comme un oscillateur dynatron, et la fré- quence d'oscillation est exactement déterminée par la fréquence d'ac -crochage appliquée comme il est décrit précédemment.
L'arrangement montré figure 2 est une modification de l'ar- rangement de la figure 1, dans lequel la fréquence d'accrochage est appliquée à la grille protégée, une résistance R étant insérée dans la connexion cathode- grille protégée. Un condensateur de blocage Cl est ordinairement requis/dans le circuit dtentrée, et la grille de contrôle est reliée à la cathode. Comme cela a déjà été spécifié, un voltage d'accrochage plus élevé que celui nécessaire dans l'ar- rangement de la figure 1 est requis dans ce cas.
L'arrangement montré figure 3 comprend un oscillateur ayant les caractéristiques principales de celui de la figure 1, et cet oscillateur est suivi par deux étages d'amplification. Il sera dé- crit comme fournissant une fréquence de 10 K.C. avec une fréquence d'accrochage de 1 K.C. D'autres fréquences fournies peuvent cepen- dant être obtenues avec des fréquences d'accrochage convenables et avec des circuits accordés correspondants.
Les tubes sont alimentés avec du courant plaque et d'écran provenant d'une source commune, par exemple de 250 Volts. Les
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voltages d'écran et de plaque pour l'oscillateur dynatron V1 sont dérives d'une résistance R3 divisant le voltage. La fréquence d'ac- crochage est appliquée au circuit de la grille de contrôle de V1, préférablement au moyen d'un transformateur Tl. La prévision d'un condensateur de grille 04 et d'une résistance dérivée R4 des tubes particuliers a pour résultat de produire un fonctionnement perfec- tionné à cause du déphasage introduit de cette manière. La valeur de R4 doit être d'environ 100000 ohms, et celle de 04 doit être ré- glée conformément à la valeur de la fréquence d'accrochage, pour une fréquence d'accrochage de 1 K.C. C4 doit avoir environ 0,1 mF.
Le circuit résonnant LC est accordé approximativement à 10 K.C. et est couplé à un tube amplificateur V2 au moyen du oonden -sateur d'accouplement C5 et de la résistance dérivée R5. En four- nissant l'énergie produite par l'oscillateur dans un amplificateur, un minimum d'amortissement est imposé sur le circuit résonnant, et des prises de courant sur l'inductance L, ainsi qu'il est montré sur la figure 1, deviennent inutiles. Un circuit résonnant dans le cir- cuit plaque'de l'amplificateur,V2 est couplé à un autre amplifica- teur comprenant un tube V3.
L'énergie fournie de fréquence prédéter -minée (10 K.C.) est obtenue à travers l'enroulement secondaire d'un transformateur de sortie T2 placé dans le circuit plaque de V3, et peut être utilisée par exemple pour alimenter un vibrateur multiple. qui est, à son tour, utilisé en conjonction avec l'équipement de standardisation de la fréquence. Les étages amplificateurs sont de forme normale et.il est évident que les autres connexions, montrées sur la figure, s'expliquent d'elles-mêmes
Le système fonctionne d'une manière plus satisfaisante si le potentiel plaque de l'oscillateur est réglé juste au-delà du point auquel le tube 'cesse ses oscillations.
L'oscillateur, de préférence avec au moins un étage d'am- plification, peut être utilisé directement dans des appareils de standardisation de la fréquence, ou il est requis de régler des oscillateurs ou autre appareil semblable au point de vue de la
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fréquence. On doit donc noter que par suite de la pureté de l'é- nergie fournie il n'y a aucun risque de mélanger les harmoniques, comme cela est le cas quand un vibrateur multiple est utilisé. Il peut aussi servir dans les systèmes porteurs à fréquences multiples pour obtenir les fréquences porteuses d'une source standard. D'au- tres applications des arrangements décrits peuvent aussi facilement être imaginées.
REVENDICATIONS.
1 - Générateur d'oscillations synchronisé comprenant un tube thermoionique connecté comme un oscillateur dynatron, la fré- quence d'osoillation de ce tube étant déterminée par une fréquence standard qui lui est appliquée.
2 - Générateur d'oscillations électriques fournissant une énergie de fréquence prédéterminée, et comprenant un oscillateur dynatron renfermant un circuit résonnant accordé approximativement à la fréquence prédéterminée, et un moyen pour appliquer à l'oscil- lateur une fréquence de contrôle en relation avec la fréquence prédéterminée .
3 - Générateur d'oscillations électriques suivant les re- vendications 1 ou 2, comprenant un tube à grille protégée ou grille écran, un circuit résonnant connecté entre la plaque et la cathode, et des connexions avec la grille de contrôle et la cathode pour ap- pliquer une fréquence standard ou de contrôle qui est un sous-multiple de la fréquence fournie voulue.
4 - Générateur d'oscillations suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit d'entrée du tube renferme un condensateur de grille et une résistance dérivée.
5 - Générateur d'o.scillations suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le voltage plaque est réglé de manière que le tube oscille exactement.
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SYNCHRONIZED OSCILLATOR CIRCUITS WITH ELECTRONIC DISCHARGE TUBES
The invention relates to the production of electrical oscillations, and more particularly to methods and apparatus
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to produce oscillations whose frequency has a definite relationship to the frequency of the current from a given source.
One of the aims of the invention is to provide a simple arrangement for obtaining from a standard frequency source frequencies which are exactly multiples of that of this source, and which at the same time have a practically sinusoidal shape. The arrangement of the present invention therefore differs from a normal multiple vibrator which produces an unsatisfactory waveform.
According to the invention, the standard frequency is applied to an electronic discharge tube operating as a dynatron oscillator.
In one of the preferred arrangements, a protected gate tube is arranged to function as a dynatron oscillator, and to power an anode circuit tuned to approximately the desired frequency. The standard or snap frequency is applied to the control grid, and will be a submultiple of the required frequency.
The energy supplied can be taken through the inductance of the tuned anode circuit. As a result of the application of the hold frequency to the tube control grid, the coupling between the hold circuit and the tuned circuit of the oscillator is reduced to a minimum.
It has been found in practice that the resulting supplied energy is an exact multiple of the latching frequency provided that the natural frequency of the tuned anode circuit is adjusted approximately to the required frequency. For example, when the latching frequency is 1000 cycles per seconae, it has been found in practice that if a supplied energy of 5 K.C. is required, the natural frequency of the tuned circuit must be 5 K.C. + 2%.
Alternatively, the latching frequency must be applied to the protected grid, but in this case a higher latching voltage may be required, and a more precise coupling between the latch circuit and the oscillator circuit must be achieved. .
It should be observed that the arrangement is very simple, using
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a tube and not requiring a complicated transformer, as in the synchronized oscillators known until now. It can operate for a very wide range of frequencies, ranging from at least 35 periods per second up to 5 megacycles per second, and it can be arranged to cause latching at a frequency considerably less than 1 / 20th of the required frequency. Because of the simplicity of the tuned circuit, the device described is very suitable for operating at high frequencies. Another advantage is that the latching circuit can have a very high impedance since it only has to operate in a gate circuit, and therefore the energy taken from the latching circuit is very low.
As has been established previously, the resulting waveform obtained is sufficiently pure, and hence the device does not need to be completed by filter apparatus.
The invention is better understood from the following description of some of its embodiments shown in the accompanying drawings. On these:
FIGS. 1 and 2 schematically show the circuits of synchronized oscillators in accordance with the invention, the standard or latching frequency being applied respectively to the control grid and to the protected grid of a tube. Figure 3 shows schematically the circuit of a system relating to a synchronized oscillator similar to that of figure 1.
According to Figure 1, a grid-protected tube V1, which may be of the directly heated cathode type, or of the indirectly heated cathode type, is arranged to operate, for example, as a dynatron oscillator, by applying a positive potential to the protected grid. about 40 to 50 Volts relative to the cathode, and to the plate a more reliable positive potential of about 15 to 20 Volts. In the cathode plate circuit, an LC resonant circuit. tuned approximately to the desired output frequency, is connected with a C2 blocking capacitor. The energy supplied by the oscillator is
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received by means of taps provided on coil L of the resonant circuit. The protected grid is connected to the cathode and to the earth through the capacitor C3 in the usual way.
A standard or snapping frequency, which is a submultiple of the required supplied frequency, is applied through terminals 3, 4 to the grid and to the cathode of the tube, a resistor R being connected between the grid. - -the and the cathode. This resistor may have a small value, for example 600 ohms, to balance an incoming line, but it is preferable to employ a high resistance gate shunt so that the energy taken from the latch circuit is low.
Oscillations are created in the LC resonant circuit by the tube functioning as a dynatron oscillator, and the oscillation frequency is exactly determined by the snap frequency applied as previously described.
The arrangement shown in Figure 2 is a modification of the arrangement of Figure 1, in which the latching frequency is applied to the protected grid, a resistor R being inserted into the protected cathode-grid connection. A blocking capacitor C1 is usually required in the input circuit, and the control grid is connected to the cathode. As already specified, a higher grip voltage than that required in the arrangement of Fig. 1 is required in this case.
The arrangement shown in figure 3 comprises an oscillator having the main characteristics of that of figure 1, and this oscillator is followed by two amplification stages. It will be described as providing a frequency of 10 K.C. with a latching frequency of 1 K.C. Other provided frequencies, however, can be obtained with suitable latching frequencies and with corresponding tuned circuits.
The tubes are supplied with plate and screen current from a common source, for example 250 volts. The
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Screen and plate voltages for dynatron oscillator V1 are derived from a resistor R3 dividing the voltage. The latching frequency is applied to the control grid circuit of V1, preferably by means of a transformer T1. The provision of a grid capacitor 04 and a derivative resistor R4 of the particular tubes results in to produce improved operation because of the phase shift introduced in this way. The value of R4 should be about 100,000 ohms, and that of 04 should be set according to the value of the hooking frequency, for a hooking frequency of 1 K.C. C4 should have about 0.1 mF.
The LC resonant circuit is tuned to approximately 10 K.C. and is coupled to an amplifier tube V2 by means of the coupling oonden -sator C5 and the derivative resistor R5. By supplying the energy produced by the oscillator in an amplifier, a minimum of damping is imposed on the resonant circuit, and current taps on the inductor L, as shown in figure 1, become unnecessary. A resonant circuit in the plate circuit of the amplifier, V2 is coupled to another amplifier comprising a tube V3.
The energy supplied with a predetermined frequency (10 K.C.) is obtained through the secondary winding of an output transformer T2 placed in the plate circuit of V3, and can be used for example to supply a multiple vibrator. which is, in turn, used in conjunction with frequency standardization equipment. The amplifier stages are of normal shape and it is obvious that the other connections, shown in the figure, are self-explanatory.
The system works most satisfactorily if the oscillator plate potential is set just beyond the point at which the tube stops oscillating.
The oscillator, preferably with at least one amplification stage, can be used directly in frequency standardization apparatus, or it is required to adjust oscillators or other similar apparatus from the point of view of the frequency.
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frequency. It should therefore be noted that due to the purity of the energy supplied there is no risk of mixing the harmonics, as is the case when a multiple vibrator is used. It can also be used in multi-frequency carrier systems to obtain the carrier frequencies of a standard source. Other applications of the arrangements described can also easily be imagined.
CLAIMS.
1 - Synchronized oscillation generator comprising a thermionic tube connected like a dynatron oscillator, the oscillation frequency of this tube being determined by a standard frequency which is applied to it.
2 - Electric oscillation generator supplying energy of predetermined frequency, and comprising a dynatron oscillator including a resonant circuit tuned approximately to the predetermined frequency, and means for applying to the oscillator a control frequency in relation to the frequency predetermined.
3 - Electric oscillation generator according to claim 1 or 2, comprising a tube with protected grid or screen grid, a resonant circuit connected between the plate and the cathode, and connections with the control grid and the cathode for ap - add a standard or control frequency which is a sub-multiple of the desired supplied frequency.
4 - An oscillation generator according to any one of the preceding claims, in which the input circuit of the tube contains a gate capacitor and a derivative resistor.
5. Oscillation generator according to any one of the preceding claims, in which the plate voltage is adjusted so that the tube oscillates exactly.
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